(57)【要約】  印刷濃度のムラを低減する。  三次元インクジェットプリンタの制御部は、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６を駆動制御する制御信号にノイズを重畳し、このノイズが重畳された制御信号に基づいて、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６を駆動させる。このため、メディアＭは、Ａ軸方向に微細に揺らいで公転するとともに、Ｂ軸方向に微細に揺らいで自転するため、インクジェットヘッド２０から吐出されたインク液滴の着弾位置が、主走査方向及び副走査方向において全体的に不均一にずれる。これにより、ドット位置のズレが視覚的に目立たなくなり、印刷濃度のムラが低減する。
2011024313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元形状のメディアを保持するメディア保持部とインクジェットヘッドとを相対的に移動させながら前記メディアの表面に前記インクジェットヘッドからインク液滴を吐出して前記メディア表面に印刷を行う三次元インクジェットプリンタであって、
前記メディアを自転させて、前記インクジェットヘッドに対向する前記メディアの表面を主走査方向に移動させるＢ軸用駆動部と、
前記メディアを公転させて、前記インクジェットヘッドに対向する前記メディアの表面を主走査方向に直交する副走査方向に移動させるＡ軸用駆動部と、
前記Ｂ軸用駆動部及び前記Ａ軸用駆動部の駆動制御を行う駆動制御部と、
を有し、
前記駆動制御部は、前記Ｂ軸用駆動部及び前記Ａ軸用駆動部の少なくとも一方を制御するための制御信号に外乱を与える、三次元インクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記制御信号は電圧値で表されており、
前記駆動制御部は、前記制御信号の電圧値を変動させることで、前記制御信号に外乱を与える、請求項１に記載の三次元インクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記Ａ軸用駆動部を制御するための制御信号に外乱を与える、請求項１又は２に記載の三次元インクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記駆動制御部は、前記Ｂ軸用駆動部を制御するための制御信号に外乱を与える、請求項１又は２に記載の三次元インクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記メディアに着弾するインク液滴のズレ量が半ドット以下となる範囲で前記制御信号に外乱を与える、請求項１〜４の何れか１項に記載の三次元インクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記駆動制御部は、前記制御信号に与える外乱を変動させる、請求項１〜５の何れか１項に記載の三次元インクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記駆動制御部は、前記制御信号に与える外乱を乱数値に基づいて変動させる、請求項１〜５の何れか１項に記載の三次元インクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドからインク液滴を吐出して三次元形状のメディアの表面に印刷を行う三次元インクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般のインクジェットプリンタは、プラテン上に搬送された平面状のメディアにインクジェットヘッドからインク液滴を吐出することで、メディア表面に印刷を行っている。【０００３】
ところが、近年、三次元形状のメディアに対しても印刷を行いたいとの要求から、特許文献１に記載された三次元インクジェットプリンタが考えられてきた。この特許文献１に記載された三次元インクジェットプリンタは、複数のパスで走査することによりメディアの表面に画像を印刷するものであり、三次元形状のメディアを保持するメディア保持部の傾斜角度をインクジェットヘッドに対して変えることでパス位置を特定し、メディア保持部をインクジェットヘッドに対して回転させながらインクジェットヘッドからインク液滴を吐出させることでメディア表面に１パス分の画像を印刷している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−００８１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、三次元形状のメディア表面は湾曲しているため、インクジェットヘッドの中央部と端部とでは、メディア表面に対する離間距離が異なる。このため、特許文献１に記載の三次元インクジェットプリンタで印刷を行うと、インクジェットヘッドの中央部から吐出されたインク液滴の着弾位置に対して、インクジェットヘッドの端部から吐出されたインクの着弾位置がずれてしまうため、パス間に印刷濃度のムラが生ずるという問題があった。【０００６】
そこで、本発明は、印刷濃度のムラを低減することができる三次元インクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る三次元インクジェットプリンタは、三次元形状のメディアを保持するメディア保持部とインクジェットヘッドとを相対的に移動させながらメディアの表面にインクジェットヘッドからインク液滴を吐出してメディア表面に印刷を行う三次元インクジェットプリンタであって、メディアを自転させて、インクジェットヘッドに対向するメディアの表面を主走査方向に移動させるＢ軸用駆動部と、メディアを公転させて、インクジェットヘッドに対向するメディアの表面を主走査方向に直交する副走査方向に移動させるＡ軸用駆動部と、Ｂ軸用駆動部及びＡ軸用駆動部の駆動制御を行う駆動制御部と、を有し、駆動制御部は、Ｂ軸用駆動部及びＡ軸用駆動部の少なくとも一方を制御するための制御信号に外乱を与える。【０００８】
本発明に係る三次元インクジェットプリンタによれば、駆動制御部によるＢ軸用駆動部の駆動制御によりメディアを自転させながらインクジェットヘッドからインク液滴を吐出することで、メディアの表面に画像を印刷することができ、駆動制御部によるＡ軸用駆動部の駆動制御によりメディアを公転させることで、メディアに印刷するパス位置を変更することができる。そして、駆動制御部が、Ｂ軸用駆動部及びＡ軸用駆動部の少なくとも一方を制御するための制御信号に外乱を与えると、メディアがＢ軸方向及びＡ軸方向の少なくとも一方に微細に揺らぐため、インクジェットヘッドから吐出されたインク液滴の着弾位置が全体的に不均一にずれる。このように、インク液滴の着弾位置を意図的にずらすことで、ドット位置のズレを視覚的に目立たなくすることができるため、印刷濃度のムラを低減することができる。【０００９】
この場合、制御信号は電圧値で表されており、駆動制御部は、制御信号の電圧値を変動させることで、制御信号に外乱を与えることが好ましい。この三次元インクジェットプリンタによれば、制御信号に与える外乱として、制御信号の電圧値を変動させることで、容易かつ確実に、インク液滴の着弾位置を意図的にずらすことができる。【００１０】
そして、上記駆動制御部は、Ａ軸用駆動部を制御するための制御信号に外乱を与えることが好ましい。この三次元インクジェットプリンタによれば、Ａ軸用駆動部を制御するための制御信号に外乱を与えることで、メディアを自転させる際にメディアが副走査方向に微細に揺らぐため、インクジェットヘッドから吐出されたインク液滴の着弾位置が副走査方向において全体的に不均一にずれる。このため、複数のパスでメディアに画像を印刷する場合、隣接するパス間におけるインク液滴のドット間隔を不均一化することができるため、パス間における印刷画像の繋ぎ目に発生する線状の繋ぎ目ムラを低減することができる。【００１１】
また、上記駆動制御部は、Ｂ軸用駆動部を制御するための制御信号に外乱を与えることが好ましい。この三次元インクジェットプリンタによれば、Ｂ軸用駆動部を制御するための制御信号に外乱を与えることで、メディアを自転させる際にメディアが主走査方向に微細に揺らぐため、インクジェットヘッドから吐出されたインク液滴の着弾位置が主走査方向において全体的に不均一にずれる。このため、同一パスにおいて画像をメディアに印刷する場合、同一パスにおける印刷画像の繋ぎ目におけるインク液滴のドット間隔を不均一化することができるため、同一パスにおける印刷画像の繋ぎ目に発生する線状の繋ぎ目ムラを低減することができる。【００１２】
そして、上記駆動制御部は、メディアに着弾するインク液滴のズレ量が半ドット以下となる範囲で制御信号に外乱を与えることが好ましい。この三次元インクジェットプリンタによれば、メディアに着弾するインク液滴のズレ量が半ドット以下となる範囲で制御信号に外乱を与えることで、隣接するインク液滴が互いに近接する方向にずれてメディア表面に着弾したとしても、これらのインク液滴のドットが重なるのを抑制することができるため、画質の劣化を抑制することができる。【００１３】
また、上記駆動制御部は、制御信号に与える外乱の幅を変動させることが好ましい。この三次元インクジェットプリンタによれば、制御信号に与える外乱の幅を変動させることで、インク液滴の着弾位置を不規則に分散させることができるため、ドット位置のずれを視覚的に目立たなくすることができる。【００１４】
また、上記駆動制御部は、制御信号に与える外乱の幅を乱数値に基づいて変動させることが好ましい。この三次元インクジェットプリンタによれば、制御信号に与える外乱の幅を乱数値に基づいて変動させることで、インク液滴の着弾位置をより不規則に分散させることができるため、ドット位置のずれを視覚的に目立たなくすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、印刷濃度のムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る三次元インクジェットプリンタの正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１に示した三次元インクジェットプリンタの一部斜視図である。
【図４】インクジェットヘッドのノズル面を示した図である。
【図５】ノイズが重畳する前の制御信号の例を示した波形図である。
【図６】制御信号に重畳するノイズの一例を示した波形図である。
【図７】ノイズが重畳された制御信号の一例を示した波形図である。
【図８】振動を発生しながらインク液滴を吐出するときのメディアとインクジェットヘッドとの関係を示した図である。
【図９】メディアの回転角度位置を説明するための図である。
【図１０】Ａ軸用駆動モータを制御するための制御信号にノイズを重畳した場合におけるインク液滴の着弾位置を示した図である。
【図１１】Ｂ軸用駆動モータを制御するための制御信号にノイズを重畳した場合におけるインク液滴の着弾位置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明に係る三次元インクジェットプリンタの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る三次元インクジェットプリンタの正面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図３は、図１に示した三次元インクジェットプリンタの一部斜視図である。なお、本実施形態では、図１の左右方向（図２の前後方向）をＹ軸方向とし、図１の前後方向（図２の左右方向）をＸ軸方向とし、図１の上下方向（図２の上下方向）をＺ軸方向とする。
【００１９】
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る三次元インクジェットプリンタ１は、半球状のメディアＭ表面に印刷するものであって、インクを吐出するインクジェットヘッド２０と三次元形状のメディアＭを保持するメディア保持部４０とを相対的に移動させて、インクジェットヘッド２０からインクを吐出させることで、メディアＭの表面に画像等を印刷するものである。
【００２０】
三次元インクジェットプリンタ１は、基台となるベース１０に、Ｙ軸方向に沿って配置される左右一対の支持脚１１，１２が立設されている。Ｙ軸方向において右側に配置される支持脚１１には、作業者による指示操作を受け付ける操作盤１３が搭載された制御装置１４が固定されており、Ｙ軸方向において左側に配置される支持脚１２には、インクジェットヘッド２０をクリーニングするメンテナンスステーション１５が固定されている。
【００２１】
左右一対の支持脚１１，１２の間には、Ｙ軸方向に沿って延在する支持桁１７が掛け渡されている。そして、支持桁１７の上面には、支持桁１７の延在方向に延びる一対のＹ軸ガイドレール１８ａ，１８ｂがＸ軸方向に並列して配設されている。そして、この一対のＹ軸ガイドレール１８ａ，１８ｂに、インクジェットヘッド２０を搭載するヘッドキャリッジ２１がＹ軸方向に移動可能に取り付けられている。
【００２２】
ヘッドキャリッジ２１は、支持桁１７に取り付けられたＹ軸用駆動部２２に連結されている。Ｙ軸用駆動部２２には、例えば、Ｙ軸方向の軸周りに回転するＹ軸用駆動モータと、このＹ軸用駆動モータに連結されたボールねじと、このボールねじの軸受けとなるボール軸受けとで構成される周知の機構で実現される。そして、ヘッドキャリッジ２１は、制御装置１４によるＹ軸用駆動部２２の駆動制御によりＹ軸用駆動テーブルが回転駆動し、一対のＹ軸ガイドレール１８ａ，１８ｂにガイドされてＹ軸方向に移動する。
【００２３】
インクジェットヘッド２０は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックなどのインクを吐出して、メディア保持部４０に保持されたメディアＭの表面にカラー画像を印刷するものである。このため、インクジェットヘッド２０は、吐出するインクの色種別に設けられている。そして、各インクジェットヘッド２０は、それぞれ、メディア保持部４０に保持されたメディアＭに対向するように、ヘッドキャリッジ２１の下端部に配置されている。また、インクジェットヘッド２０の下面は、ノズル面となっており、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックなどのインクを吐出する複数のノズル２０ａが配列されたノズル面となっている。
【００２４】
図４はインクジェットヘッドのノズル面を示した図である。図４に示すように、インクジェットヘッド２０には、主走査方向（Ｙ軸方向）に垂直な副走査方向（Ｘ軸方向）に向けて配列された複数のノズル２０ａが設けられている。なお、これらのノズル２０ａは、すべてインク液滴を吐出することが可能である。しかしながら、インクジェットヘッド２０の端部に配置されるノズル２０ａから吐出されたインク液滴は、ミストが発生しやすく、その着弾位置精度も悪いため、インクジェットヘッド２０の端部に配置されるノズル２０ａを除いた所定のノズル２０ａのみを印刷に使用する有効ノズルとしている。
【００２５】
また、図１〜図３に示すように、ベース１０の上面には、一対の支持脚１１，１２の間に、Ｘ軸方向に延びる一対のＸ軸ガイドレール１９ａ，１９ｂがＹ軸方向に並列して配設されている。そして、この一対のＸ軸ガイドレール１９ａ，１９ｂには、メディア保持部４０を載置するためのＸテーブル３１がＸ軸方向に移動可能に取り付けられている。
【００２６】
Ｘテーブル３１は、メディア保持部４０を、インクジェットヘッド２０に対してＸ軸方向に相対移動させるテーブルであり、ベース１０に取り付けられたＸ軸用駆動部２３に連結されている。Ｘ軸用駆動部２３は、例えば、Ｘ軸方向の軸周りに回転するＸ軸用駆動モータと、このＸ軸用駆動モータに連結されたボールねじと、このボールねじの軸受けとなるボール軸受けとで構成される周知の機構で実現される。そして、Ｘテーブル３１は、制御装置１４によるＸ軸用駆動部２３の駆動制御によりＸ軸用駆動モータが回転駆動し、一対のＸ軸ガイドレール１９ａ，１９ｂにガイドされてＸ軸方向に移動する。そして、Ｘテーブル３１には、Ｚ軸方向に延びるＺ軸支持部３２が立設されている。
【００２７】
Ｚ軸支持部３２は、メディア保持部４０をＺ軸方向に昇降可能に支持する支持部材である。このため、Ｚ軸支持部３２には、Ｚ軸方向に立設される一対の側壁部３３ａ，３３ｂと、一対の側壁部３３ａ，３３ｂの上面を連結する天板部３４が取り付けられている。そして、一対の側壁部３３ａ，３３ｂの間には、側壁部３３ａ，３３ｂに沿ってメディア保持部４０をＺ軸方向に昇降させる昇降機構３５が取り付けられている。
【００２８】
昇降機構３５は、一対の側壁部３３ａ，３３ｂの間に配置されてＸテーブル３１に固定されたＺ軸用駆動モータ３７と、Ｚ軸用駆動モータ３７の出力軸に連結されてＺ軸方向に立設されるボールねじ３８と、ボールねじ３８の軸受けとなってメディア保持部４０に連結されるボール軸受け３９とにより構成される。そして、制御装置１４によるＺ軸用駆動モータ３７の駆動制御により、ボールねじ３８が回転するとともに、ボールねじ３８の回転によるボール軸受け３９のＺ軸方向における昇降により、メディア保持部４０がＺ軸方向に昇降する。
【００２９】
メディア保持部４０は、メディアＭを自転可能かつ公転可能に保持するものである。このため、メディア保持部４０には、昇降機構３５のボール軸受け３９に取り付けられるＺテーブル４１と、Ｚテーブル４１からＸ軸方向に突出する一対のアーム部４２ａ，４２ｂと、一対のアーム部４２ａ，４２ｂに回転可能に取り付けられるＡ軸回転部４３と、Ａ軸回転部４３に回転可能に取り付けられてメディアＭを保持するチャック４４とにより構成されている。
【００３０】
一対のアーム部４２ａ，４２ｂは、Ｙ軸方向に対向配置されており、Ａ軸回転部４３を揺動可能に保持するものである。すなわち、対向される一対のアーム部４２ａ，４２ｂの先端にＹ軸方向に延びる回転軸が取り付けられており、この回転軸にＡ軸回転部４３が取り付けられている。そして、この回転軸には、一方のアーム部４２ａに固定されたＡ軸用駆動モータ４５の出力軸が連結されている。Ａ軸用駆動モータ４５は、一対のアーム部４２ａ，４２ｂに取り付けられた回転軸回りの回転方向であるＡ軸方向に回転駆動するものである。このため、Ａ軸用駆動モータ４５が回転駆動することで、Ａ軸回転部４３がＡ軸方向に揺動し、チャック４４に保持されるメディアＭがＡ軸回転部４３の回転軸を中心として公転するため、インクジェットヘッド２０に対向するメディアＭの表面を副走査方向であるＸ軸方向に移動させることが可能となる。
【００３１】
Ａ軸回転部４３は、チャック４４を自転可能に保持するものである。すなわち、Ａ軸回転部４３には、Ａ軸回転部４３の回転軸に対して垂直な方向の軸を回転軸として、この回転軸回りの回転方向であるＢ軸方向に回転駆動するＢ軸用駆動モータ４６が取り付けられている。そして、Ｂ軸用駆動モータ４６の出力軸に、メディアＭを保持するチャック４４が取り付けられている。このため、Ｂ軸用駆動モータ４６が回転駆動することで、チャック４４がＢ軸方向に自転するとともに、チャック４４に保持されるメディアＭもチャック４４の回転軸を中心として自転するため、インクジェットヘッド２０に対向するメディアＭの表面を主走査方向であるＹ軸方向に移動させることが可能となる。
【００３２】
制御装置１４は、メディア保持部４０とインクジェットヘッド２０とを相対移動させるための駆動制御や、インクジェットヘッド２０のインク吐出制御などを行う制御装置である。すなわち、制御装置１４は、所定の印刷スケジュールに基づいて、Ｘ軸用駆動部２３、Ｙ軸用駆動部２２、Ｚ軸用駆動モータ３７、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６を制御する制御信号を生成し、この生成した制御信号をＸ軸用駆動部２３、Ｙ軸用駆動部２２、Ｚ軸用駆動モータ３７、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６に送信することで、インクジェットヘッド２０の駆動制御を行う。なお、Ｘ軸用駆動部２３、Ｙ軸用駆動部２２、Ｚ軸用駆動モータ３７、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６は、入力される電圧値の高低に応じてその回転数を増減するモータを駆動源としているため、制御信号は、各モータを駆動するための電圧値で表される。
【００３３】
そして、制御装置１４は、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６に制御信号を送信する際、この制御信号に外乱であるノイズを重畳する。すなわち、制御装置１４は、印刷スケジュールに基づいて制御信号を生成し、この制御信号のうち、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６を制御するための制御信号に対してノイズを重畳する。このノイズは、正負に跨って振動する波形で表されており、予め定められた波形や、乱数値に基づいて導出される波形や、所定の数式に基づいて導出される波形などで表される。ノイズの振幅は、メディアＭの表面に着弾するインク液滴のズレ量が半ドット以下となる範囲で変動するように設定されている。例えば、インクジェットヘッド２０とメディアＭとのギャップが３．０ｍｍ、ドットの直径が１００．０μｍ、メディアＭのＡ軸方向の傾斜角度が３．９１０５°であった場合は、メディアＭのＡ軸方向の傾斜角度を３．９０３７５°〜３．９１７２５°の範囲で変動するように、ノイズの振幅を設定する。これにより、メディアＭの表面に着弾するインク液滴のズレ量が半ドット以下となる範囲で変動する。
【００３４】
そして、制御装置１４によりＡ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６が駆動制御されると、Ａ軸用駆動モータ４５の回転及びＢ軸用駆動モータ４６の回転に微細な揺らぎが生じ、インクジェットヘッド２０から吐出されるインク液滴が、半ドット以下の範囲でメディアＭ表面に不均一にずれて着弾する。このように、制御信号にノイズを重畳して、インクジェットヘッド２０からインク液滴を吐出させる座標データを故意に変動させることで、メディアＭ表面に着弾するインク液滴の座標データをずらすことができる。なお、ノイズの振幅は、事前に様々な振幅及び周波数のノイズを制御信号に重畳して印刷を行い、インク液滴の着弾位置を測定しておくことで、最適な値を求めることができ、乱数値は、所定の数式を用いた乱数発生装置（不図示）などにより発生させることができる。
【００３５】
次に、本実施形態に係る三次元インクジェットプリンタ１の動作について説明する。以下に説明する三次元インクジェットプリンタ１の動作は、制御装置１４による制御により実行される。
【００３６】
まず、メディア保持部４０のチャック４４に取り付けられるメディアＭの形状に応じて、三次元インクジェットプリンタ１による印刷スケジュールを算出する。印刷スケジュールとは、三次元インクジェットプリンタ１におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｂ軸を移動させるためのスケジュールであって、メディアＭとインクジェットヘッド２０とのギャップを略一定に維持しつつ、メディアＭ表面の印刷位置がインクジェットヘッド２０のノズル面と略平行となるように（メディアＭ表面の印刷位置の法線が、インクジェットヘッド２０のノズル２０ａから吐出されるインク液滴の吐出方向と略一致するように）、インクジェットヘッド２０とメディアＭとを移動させるためのスケジュールである。
【００３７】
印刷スケジュールが算出されると、この算出された印刷スケジュールに基づいて、Ｘ軸用駆動部２３、Ｙ軸用駆動部２２、Ｚ軸用駆動モータ３７、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６をそれぞれ駆動制御するための制御信号を生成する。図５は、ノイズが重畳する前の制御信号の例を示した波形図である。図５に示すように、制御信号は、時間軸に対する電圧値により表されている。電圧値の高低に応じて、Ｘ軸用駆動部２３、Ｙ軸用駆動部２２、Ｚ軸用駆動モータ３７、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６の駆動量（モータの回転数）が調整される。なお、この制御信号は、印刷前に全て生成しておいてもよく、印刷中に随時生成してもよい。
【００３８】
このとき、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６を駆動制御するための制御信号にノイズを重畳する。図６は、制御信号に重畳するノイズの一例を示した波形図であり、図７は、ノイズが重畳された制御信号の一例を示した波形図である。図６に示すように、ノイズは、制御信号と同様に、時間軸に対する電圧値により表されている。そして、図７に示すように、制御信号にノイズが重畳されると、この制御信号の電圧値は、所定の幅において変動（振動）した波形となる。
【００３９】
各制御信号が生成されると、これらの制御信号に基づいてＸ軸用駆動部２３、Ｙ軸用駆動部２２、Ｚ軸用駆動モータ３７、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６を駆動制御して、Ｘ軸用駆動部２３、Ｙ軸用駆動部２２、Ｚ軸用駆動モータ３７、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６を印刷スケジュールに沿って駆動させる。具体的に説明すると、Ｘ軸用駆動部２３及びＹ軸用駆動部２２を駆動してメディアＭをインクジェットヘッド２０のＺ軸方向直下に配置させる。また、Ｂ軸用駆動モータ４６を駆動してメディアＭをＢ軸方向に自転させるとともに、Ａ軸用駆動モータ４５及びＺ軸用駆動モータ３７を駆動してメディアＭ表面の印刷位置をインクジェットヘッド２０のノズル面に対向配置させる。このとき、メディアＭとインクジェットヘッド２０とのギャップを略一定に維持しつつ、メディアＭ表面の印刷位置がインクジェットヘッド２０のノズル面と略平行となるように（メディアＭ表面の印刷位置の法線が、インクジェットヘッド２０のノズル２０ａから吐出されるインク液滴の吐出方向と略一致するように）、インクジェットヘッド２０とメディアＭとを移動させる。なお、Ｂ軸用駆動モータ４６を駆動してメディアＭをＢ軸方向に自転させることで、インクジェットヘッド２０に対向するメディアＭの表面が主走査方向であるＹ軸方向に移動する。また、Ａ軸用駆動モータ４５を駆動してメディアＭをＡ軸方向に公転させるとともに、Ｚ軸用駆動モータ３７を駆動してメディアＭをＺ軸方向に移動させることで、インクジェットヘッド２０に対向するメディアＭの表面が副走査方向であるＸ軸方向に移動する。
【００４０】
このとき、Ａ軸用駆動モータ４５及びＢ軸用駆動モータ４６を駆動制御するための制御信号にはノイズが重畳されているため、Ｂ軸用駆動モータ４６によりメディアＭを自転させると、インクジェットヘッド２０に対してメディアＭが主走査方向に微細に揺らぎながら自転し、Ａ軸用駆動モータ４５によりメディアＭを公転させると、インクジェットヘッド２０に対してメディアＭが副走査方向に微細に揺らぎながら公転する。
【００４１】
そして、図８に示すように、これらの制御信号に基づく駆動制御を行いながら、インクジェットヘッド２０による吐出制御を行う。なお、図８は、振動を発生しながらインク液滴を吐出するときのメディアとインクジェットヘッドとの関係を示した図である。
【００４２】
吐出制御では、まず、インクジェットヘッド２０に設けられた複数のノズル２０ａのうち印刷に使用する有効ノズルを選択する。そして、メディアＭがＡ軸方向及びＢ軸方向に微細に揺らぎながら１回又は複数回自転している期間に、選択した有効ノズルからインク液滴を吐出させて、メディアＭに所定のパス幅の画像を印刷する。なお、図９に示すように、印刷が開始されるメディアＭの回転角度位置を０°とすると、０°の位置と３６０°の位置との境目が印刷画像の繋ぎ目となる。
【００４３】
このとき、メディアＭは、Ａ軸方向及びＢ軸方向に微細に揺らぎながら自転しているため、インクジェットヘッド２０から吐出されたインク液滴は、メディアＭ表面において、Ｘ軸方向（副走査方向）及びＹ軸方向（主走査方向）に不均一にずれた位置に着弾する。
【００４４】
ここで、Ａ軸用駆動モータを制御するための制御信号にのみノイズを重畳した場合のインク液滴の着弾位置について説明する。図１０は、Ａ軸用駆動モータを制御するための制御信号にノイズを重畳した場合におけるインク液滴の着弾位置を示した図である。なお、図１０では、連続した５つのノズル２０ａを有効ノズルとして、５ドットで１パスを構成した場合を示している。図１０に示すように、メディアＭがＡ軸方向に微細に揺らぎながらＢ軸方向に自転すると、メディアＭ表面には、インクジェットヘッド２０から吐出されるインク液滴の吐出タイミングごとに、インク液滴がＸ軸方向にずれて着弾し、メディアＭ表面のドット位置が、隣接する前後のパスの方向に向けて全体的に不均一にずれる。このため、隣接するパス間の境界に滲みが生じて、パス間の印刷濃度が平均化される。
【００４５】
次に、Ｂ軸用駆動モータを制御するための制御信号にのみノイズを重畳した場合のインク液滴の着弾位置について説明する。図１１は、Ｂ軸用駆動モータを制御するための制御信号にノイズを重畳した場合におけるインク液滴の着弾位置を示した図である。なお、図１１では、連続した５つのノズル２０ａを有効ノズルとして、５ドットで１パスを構成した場合を示している。図１１に示すように、メディアＭがＢ軸方向に微細に揺らぎながら自転すると、メディアＭ表面には、インクジェットヘッド２０から吐出されるインク液滴の吐出タイミングごとに、インク液滴がＹ軸方向にずれて着弾し、メディアＭ表面のドット位置が、パス内における画像の繋ぎ目α方向に向けて全体的にずれる。このため、パス内における画像の繋ぎ目αに滲みが生じて、この繋ぎ目αを跨ぐ印刷画像の濃度が平均化される。
【００４６】
このようにして１パス分の画像がメディアＭ表面に印刷されると、Ａ軸用駆動モータ４５及びＺ軸用駆動モータ３７を駆動して、インクジェットヘッド２０のノズル面に次のパスの印刷位置を対向配置させる。その後、１パス分画像を印刷し、全ての画像が印刷し終えるまで、上記処理動作を繰り返す。
【００４７】
このように、本実施形態に係る三次元インクジェットプリンタ１によれば、制御装置１４によるＢ軸用駆動モータ４６の駆動制御によりメディアＭを自転させながらインクジェットヘッド２０からインク液滴を吐出することで、メディアＭの表面に画像を印刷することができ、制御装置１４によるＡ軸用駆動モータ４５の駆動制御によりメディアＭを公転させることで、メディアＭに印刷するパス位置を変更することができる。そして、制御装置１４が、Ｂ軸用駆動モータ４６及びＡ軸用駆動モータ４５を制御するための制御信号に外乱を与えると、メディアＭがインクジェットヘッド２０に対して主走査方向（Ｂ軸方向）及び副走査方向（Ａ軸方向）に微細に揺らぐため、インクジェットヘッド２０から吐出されたインク液滴の着弾位置が全体的に不均一にずれる。このように、インク液滴の着弾位置を意図的にずらすことで、ドット位置のズレを視覚的に目立たなくすることができるため、印刷濃度のムラを低減することができる。
【００４８】
そして、制御信号に与える外乱として、制御信号の電圧値を変動させることで、容易かつ確実に、インク液滴の着弾位置を意図的にずらすことができる。
【００４９】
そして、Ａ軸用駆動モータ４５を制御するための制御信号に外乱を与えることで、メディアＭを自転させる際にインクジェットヘッド２０に対してメディアＭが副走査方向に微細に揺らぐため、インクジェットヘッド２０から吐出されたインク液滴の着弾位置が副走査方向（Ｘ軸方向）において全体的に不均一にずれる。このため、複数のパスでメディアＭに画像を印刷する場合、隣接するパス間におけるインク液滴のドット間隔を不均一化することができるため、パス間における印刷画像の繋ぎ目に発生する線状の繋ぎ目ムラを低減することができる。
【００５０】
また、Ｂ軸用駆動モータ４６を制御するための制御信号に外乱を与えることで、メディアＭを自転させる際にインクジェットヘッド２０に対してメディアＭが主走査方向に微細に揺らぐため、インクジェットヘッド２０から吐出されたインク液滴の着弾位置が主走査方向（Ｙ軸方向）において全体的に不均一にずれる。このため、同一パスにおいて画像をメディアＭに印刷する場合、同一パスにおける印刷画像の繋ぎ目αにおけるインク液滴のドット間隔を不均一化することができるため、同一パスにおける印刷画像の繋ぎ目αに発生する線状の繋ぎ目ムラを低減することができる。
【００５１】
そして、メディアＭに着弾するインク液滴のズレ量が半ドット以下となる範囲で制御信号に外乱を与えることで、隣接するインク液滴が互いに近接する方向にずれてメディア表面に着弾したとしても、これらのインク液滴のドットが重なるのを抑制することができるため、画質の劣化を抑制することができる。
【００５２】
また、制御信号に与えるノイズの振幅を変動させることで、インク液滴の着弾位置を不規則に分散させることができるため、ドット位置のずれを視覚的に目立たなくすることができる。
【００５３】
この場合、制御信号に与えるノイズの振幅を乱数値に基づいて変動させることで、インク液滴の着弾位置をより不規則に分散させることができるため、ドット位置のずれを視覚的に目立たなくすることができる。
【００５４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態において、制御信号は、時間軸に対する電圧値により表されるものとして説明したが、各軸を駆動する駆動手段の制御量を調整するための信号であれば如何なるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、インクジェットヘッドからインク液滴を吐出して三次元形状のメディアの表面に印刷を行う三次元インクジェットプリンタとして利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１…三次元インクジェットプリンタ、１０…ベース、１１，１２…支持脚、１３…操作盤、１４…制御装置、１５…メンテナンスステーション、１７…支持桁、１８ａ，１８ｂ…Ｙ軸ガイドレール、１９ａ，１９ｂ…Ｘ軸ガイドレール、２０…インクジェットヘッド、２０ａ…ノズル、２１…ヘッドキャリッジ、２２…Ｙ軸用駆動部、２３…Ｘ軸用駆動部、３１…Ｘテーブル、３２…Ｚ軸支持部、３３ａ，３３ｂ…側壁部、３４…天板部、３５…昇降機構、３７…Ｚ軸用駆動モータ、３８…ボールねじ、３９…ボール軸受け、４０…メディア保持部、４１…Ｚテーブル、４２ａ，４２ｂ…アーム部、４３…Ａ軸回転部、４４…チャック、４５…Ａ軸用駆動モータ、４６…Ｂ軸用駆動モータ、Ｍ…メディア。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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